Сибирский государственный индустриальный университет, Новокузнецк, Россия:

В. П. Цымбал, профессор, доктор технических наук, e-mail: tsymbal133@mail.ru

П. А. Сеченов, ассистент

А. А. Оленников, доцент, кандидат технических наук, 

ООО «Регионстрой»:

В. В. Павлов, заместитель генерального директора

При математическом описании процессов в колонном реакторе самоорганизующегося струйно-эмульсионного агрегата создана имитационная модель, которая основана на использовании «первых принципов» и метода статистических испытаний Монте-Карло. В качестве первого уровня рассматриваются дисперсные частицы шихты и продуктов реакций, а также все возможные варианты их превращений и взаимодействий. Ядром данной модели является процесс обтекания конденсированной частицы вертикальным потоком газа. Алгоритм позволяет имитировать витание большого числа частиц в потоке несущего газа, в том числе с учетом столкновений частиц и обмена векторными значениями импульсов. Разработанная модель позволяет оценивать в динамике разделенные потоки металла и газа, что дает возможность замкнуть цикл расчетов круговорота веществ в агрегате. Создан алгоритм и программная реализация разработанной методики. Тестирование показало работоспособность данного алгоритма и удовлетворительное совпадение конечных результатов имитационного моделирования с законом сохранения вещества. На основе подобной методики создана имитационная модель (виртуальная реальность) вертикального гравитационного сепаратора для разделения компонентов пылевидных материалов. Приведен также пример применения данной методики для разделения составляющих очень мелкодисперсной пыли из газоочистки марганцевого производства на два ценных ликвидных продукта. На основе экспериментов на имитационной и физической моделях поставлена задача создания методики оценки турбулентной вязкости гетерогенного потока.

1. Цымбал В. П., Мочалов С. П., Рыбенко И. А. и др. Процесс СЭР — металлургический струйно-эмульсионный реактор / под ред. В. П. Цымбала. — М. : Металлургиздат, 2014. — 488 с.
2. Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса: Новый диалог человека с природой : пер. с анг. / под общ. ред. В. И. Аршинова, Ю. Л. Климонтовича и Ю. В.Сачкова. — 4-е изд., стер. — М. : УРСС, 2003. — 310 с.
3. Tsymbal V. P., Mochalov S. P., Shakirov K. M. Controlling the composition of the metal in the direct reduction of dust-sized materials and waste products in a jet-emulsion reactor // Springer Journals, 2015. Vol. 59. P. 119–125: http://link.springer.com/article/10.1007/s11015-015-0070-0.
4. Metropolis N., Ulam S. The Monte Carlo method // J. Amer. Statistical Assoc. 1949. Vol. 44. No. 247. P. 335–341.
5. Kroese D. P., Brereton T., Taimre T., Botev Z. I. Why the Monte Carlo method is so important today // WIREs Comput Stat 6, 2014. P. 386–392.
6. Dunn W. L., Shultis J. K. Exploring Monte Carlo Methods. — Elsevier, 2011. — 398 p.
7. Маликов Р. Ф. Практикум по имитационному моделированию сложных систем в среде AnyLogic 6 : учеб. пособие. — Уфа : Изд-во БГПУ, 2013. — 296 с.
8. Kroese D. P., Taimre T., Botev Z. I. Handbook of Monte Carlo Methods. — Wiley, 2011. — 743 p.
9. ActionScript 3.0 Reference for the Adobe Flash Platform URL: http://help.adobe.com/en_US/FlashPlatform/reference/actionscript/3/index.html
10. Карпов Ю. Г. Имитационное моделирование систем. Введение в моделирование с AnyLogic 5. — СПб. : БХВ-Петербург, 2006. — 400 с.
11. Лавренко А. Т. Автореферат диссертации магистра: «Анализ работы сепаратора прямого коксового газа». [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.uran.donetsk.ua
12. Крамаренко В. В., Савичев О. Г. Гидравлика. Часть 1. Методические материалы по курсу «Гидравлика». — Томск : Изд-во Томского политехнического университета, 2009. — 124 с.
13. Tsymbal V. P., Mochalov S. P., Parovinchak M. S. et al. Ore enrichment required for a self-organizing jet-emulsion reactor // Steel in Translation. 2009. Vol. 39. No 4. Р. 310–312 .
14. Процесс Ромелт / под ред. В. А. Роменца. — М. : МИСиС, Издательский дом «Руда и Металлы», 2005. — 400 с.
15. Бакай А. С., Сигов Ю. С. Многоликая турбулентность. — М. : Знание, 1989. — 48 с.